CN101876496B - 一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组 - Google Patents
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Abstract
一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组，属于暖通空调设备领域。本发明在普通的吸收式冷热水机组上的供冷支路上并联连接了带融霜支路和风冷式蒸发器的供热支路，形成双蒸发器的直燃型吸收式冷热水机组，能实现单独供热、单独供冷及同时供冷供热三种运行模式。在供热模式时，采用直燃式吸收式热泵，利用风冷式蒸发器从外界空气中取热，制取较高温度的热水，该方式比现有的直燃型冷热水机组中的供热水方式具有更高的一次能源利用效率和
效率；在供冷供热模式时，在供冷模式下通过回收排放的冷凝热进行供热，节省了冷却塔的能耗，大大提高了设备的综合供冷供热效率。此外，本装置还通过旁通冷凝器支路实现了风冷式蒸发器外部的有效融霜。
Description
技术领域
本发明属于暖通空调设备领域，尤其适用于制备空调系统冷、热水和生活热水。
背景技术
直燃型冷热水机组以燃气、燃油为能源，通过其直接燃烧产生高温烟气做为加热源，利用吸收式制冷循环和热泵循环的原理，制取冷、热水，供夏季制冷，冬季采暖之用。随着我国经济的高速发展，人民健康意识和生活水平的提高，人们对制冷冷水、卫生热水和采暖热水的需求越来越多，夏季供冷、冬季采暖热水及生活热水的的消耗都不断的增加，势必造成其能耗也很大。由于直燃型吸收式冷热水机组以热能为动力，毋需耗用大量电能，并能够利用废气、废热等，从而得到广泛使用。
然而，目前的普通直燃式冷热水机组在供热水的效率并不高，甚至还低于采用锅炉供热。如图1所示为普通的直燃式冷热水机组，一支路旁通了冷凝器，其供热水时，开启旁通支路上的供热阀，将发生器出来的高温冷剂蒸气在蒸发器管簇上冷凝放热，管内热水被加热升温，从而制取热水供给用户；供冷水时，关闭供热阀，开启供冷阀，发生器出来的高温冷剂蒸气在冷凝器冷凝后，在蒸发器管簇上蒸发吸热，使管内冷水降温，从而制取冷水供给用户。该装置是将发生器作为锅炉使用，即使采用了烟气热回收装置，其供热效率也永远小于100％
外界环境是一个巨大的能源宝库，如果能从外界取热，通过吸收式热泵提升其能级供给用户使用，则提高了装置的一次能源效率。
根据上述思想，本发明提出一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组。本发明的供冷模式和普通直燃型吸收式冷热水机组相同，但是在供热模式中，采用直燃式发生器驱动，利用风冷式蒸发器从外界环境中取热，提升环境中空气热能的品位，从而制取较高温度的热水，该方式比现有的普通直燃型冷热水机组中的供热水方式具有更高的一次能源利用效率和
效率。
发明内容
本发明提出一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组技术方案，不仅具有制取空调冷水功能，还可从室外空气中取热，高效率制取空调用热水以及生活热水。
本发明的技术方案为：
一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组，含有吸收式冷热水机组、冷水进水管、热水出水管、冷却水进水管和冷却水出水管，所述吸收式冷热水机组由发生器、冷凝器、节流装置、第一蒸发器、吸收器、溶液换热器、溶液泵和设置在浓溶液管上的减压阀构成，其特征在于：在节流装置和第一蒸发器之间的供冷支路上设置调节冷剂流量的第一阀门；在第一阀门的入口与第一蒸发器的冷剂侧出口之间设置第二蒸发器，所述第二蒸发器为风冷式蒸发器，使第二蒸发器与第一蒸发器并联；在节流装置与第二蒸发器之间的供热支路上设置第二阀门；所述冷热水机组还包括一根带有第三阀门的融霜蒸气管，融霜蒸气管的入口与发生器的出口相连，融霜蒸气管的出口与所述的第二阀门的出口相连。
在所述的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组中，所述吸收式冷热水机组为单效吸收式冷热水机组或双效吸收式冷热水机组；所述冷剂为水或氨或各类制冷工质；所述第二蒸发器可置于机组内，也可置于机组之外，形成分体式结构。
采用上述技术方案具有如下显著优点：
①能实现单独供冷、单独供热以及同时供冷供热三种运行模式，满足用户对冷、热水的需求。②利用吸收式热泵从室外空气中取热，制取更多的热量，使一次能源的供热效率远大于常规直燃型冷热水机组。③常规直燃型冷热水机组的制热效率与所制取的热水温度高低几乎无关，但采用本技术方案后，其一次能源利用效率和效率随热水温度的降低而增大，因此在部分负荷时容易实现水温的品质调节，同时提高热效率。④本技术方案解决了风冷换热器在冬季供热时的有效融霜问题，融霜时，将发生器的高温冷剂蒸气直接引入风冷蒸发器中，将风冷蒸发器转换为冷凝器，而无需从用户侧热水中取热，不会导致使用侧的热水温度大幅度波动。
附图说明
图1是现有常规直燃型吸收式冷热水机组的原理结构图。
图2是本发明提供的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组的原理结构图及同时供冷供热的示意图。
图3是本发明提供的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组供冷时的示意图。
图4是本发明提供的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组供热时的示意图。
图5是本发明提供的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组供热时需要对风冷式蒸发器融霜的示意图。
其中：1-发生器；2-吸收器；3-冷凝器；4-第一蒸发器；5-第二蒸发器；6-吸收式热泵机组；7-溶液换热器；8-溶液泵；9-减压阀；10-节流装置；11-稀溶液管；12-浓溶液管；13-第一冷剂蒸气管；14-供冷支路；15-第二冷剂蒸气管；16-第三阀门；17-融霜蒸气管；18-燃料腔；19-第二阀门；20-第一阀门；21-供热支路；22-第四阀门；23-冷却水管；24-冷/热水管。
具体实施方式
图2是本发明提供的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组的原理结构图。该装置含有吸收式冷热水机组6、冷水进水管、热水出水管、冷却水进水管和冷却水出水管，所述吸收式冷热水机组6由发生器1、冷凝器3、节流装置10、第一蒸发器4、吸收器2、溶液换热器7、溶液泵8和设置在浓溶液管12上的减压阀9构成，在节流装置10和第一蒸发器4之间的供冷支路14上设置调节冷剂流量的第一阀门20；在第一阀门20的入口与第一蒸发器4的冷剂侧出口之间设置第二蒸发器5，所述第二蒸发器5为风冷式蒸发器，使第二蒸发器5与第一蒸发器4并联；在节流装置10与第二蒸发器5之间的供热支路21上设置第二阀门19；所述冷热水机组6还包括一根带有第三阀门16的融霜蒸气管17，融霜蒸气管17的入口与发生器1的出口相连，融霜蒸气管17的出口与所述的第二阀门19的出口相连。
本发明提出的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组具有单独供冷、单独供热和同时供冷供热三种运行模式；在单独供热和同时供冷供热模式时，当风冷蒸发器结霜后，还需运行融霜模式。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。其图中虚线处为当前不工作的支路。
一、供冷模式
图3是本发明提供的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组供冷时的示意图。
完全开启第一阀门20，完全关闭第二阀门19和第三阀门16，B口切换到用户端。所述发生器1的溶液受热，冷剂蒸发逸出，溶液浓度降低，浓溶液通过溶液换热器7和减压阀9降温节流后再进入吸收器2，吸收了来自第一蒸发器4的冷剂蒸汽后，溶液浓度升高，再由溶液泵8经溶液换热器7与浓溶液换热升温后打回发生器1；所述发生器1的溶液受热，冷剂蒸发逸出，经过第一冷剂蒸气管13至冷凝器3，被冷凝器3中的管内冷却水冷凝成冷剂液体，经供冷支路14上的节流装置10降压节流后进入第一蒸发器4，并吸收了B口进入的冷水回水的热量，则冷水温度下降后供给用户使用。A口接冷却塔排出冷凝热，亦可接其他管路回收冷凝热。
当新型直燃式吸收式冷热水机组运行为供冷模式时与目前的冷热水机组的制冷工况基本一致。
二、供热模式(未融霜时)
图4是本发明提供的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组供热时的示意图。
完全开启第二阀门19，完全关闭第一阀门20，关闭第三阀门16，A口切换到用户端。所述发生器1的溶液受热，冷剂蒸发逸出，溶液浓度降低，浓溶液通过溶液换热器7和减压阀9降温节流后再进入吸收器2，吸收了来自第一蒸发器4的冷剂蒸汽后，溶液浓度升高，再由溶液泵8经溶液换热器7与浓溶液换热升温后打回发生器1；所述发生器1的溶液受热，冷剂蒸发逸出，经过第一冷剂蒸气管13至冷凝器3冷凝成冷剂液体，经供冷支路14上的节流装置10降压节流后，进入第二蒸发器5吸收了空气中的热量受热蒸发，再进入吸收器2被溶液吸收放热；用户侧的回水经吸收器2中的溶液放热及冷凝器3放热两次加热后，供给用户使用。
三、供冷、供热模式(未融霜时)
图2是本发明提供的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组同时供冷供热的示意图。
部分开启第二阀门19，第一阀门20，完全关闭第三阀门16，A口接到用户取热端，B口接到用户取冷端。所述发生器1的溶液受热，冷剂蒸发逸出，溶液浓度降低，浓溶液通过溶液换热器7和减压阀9降温节流后再进入吸收器2，吸收了来自第一蒸发器4的冷剂蒸汽后，溶液浓度升高，再由溶液泵8经溶液换热器7与浓溶液换热升温后打回发生器1；所述发生器1的溶液受热，冷剂蒸发逸出，其经过第一冷剂蒸气管13至冷凝器3冷凝成冷剂液体，经供冷支路14上的节流装置10降压节流后变成低压冷剂液体：
1)一部分低压冷剂液体进入第一蒸发器4，并吸收了B口进来的冷水回水的热量，则冷水温度下降后供给用户取冷端使用。A口接冷却塔排出冷凝热，亦可接其他管路回收冷凝热；
2)另一部分低压冷剂液体被旁通到供热支路21至第二蒸发器5，吸收了空气中的热量受热蒸发，再进入吸收器2被溶液吸收放热；用户侧的回水经吸收器2中的溶液放热及冷凝器3放热两次加热后，供给用户取热端使用。
至此，装置实现了同时供热供冷的目的，但是同时供热供冷时，其效果要比单冷或单热要稍逊色些。
四、融霜模式
由于风冷蒸发器在吸收外界空气热源的过程中，外界环境温度太低时，容易在外面结霜导致换热过程无法正常进行，从而影响机组的供热效果。
图5是本发明提供的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组供热时需要对风冷式蒸发器融霜的示意图。
当第二蒸发器5外部结霜时，打开第三阀门16，关闭第二阀门19和第一阀门20。冷凝器3、节流装置10以及第一蒸发器4被融霜蒸气管17旁通。所述发生器1的溶液受热，冷剂蒸发逸出，溶液浓度降低，浓溶液通过溶液换热器7和减压阀9降温节流后再进入吸收器2，来自第二蒸发器5的冷凝液体进入吸收器2后，溶液浓度升高，再由溶液泵8经溶液换热器7与浓溶液换热升温后打回发生器1；所述发生器1的溶液受热，冷剂蒸发逸出，经过融霜蒸气管17至第二蒸发器5冷凝成冷剂液体，再进入吸收器2；第二蒸发器5吸收了冷剂蒸气上的热，霜便受热溶解，从而达到了给第二蒸发器5融霜的目的。
Claims (3)
1.一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组，含有吸收式冷热水机组(6)、冷水进水管、热水出水管、冷却水进水管和冷却水出水管，所述吸收式冷热水机组(6)包括发生器(1)、冷凝器(3)、节流装置(10)、第一蒸发器(4)、吸收器(2)、溶液换热器(7)、溶液泵(8)和设置在浓溶液管(12)上的减压阀(9)，其特征在于：在节流装置(10)和第一蒸发器(4)之间的供冷支路(14)上设置调节冷剂流量的第一阀门(20)；在第一阀门(20)的入口与第一蒸发器(4)的冷剂侧出口之间设置第二蒸发器(5)，所述第二蒸发器(5)为风冷式蒸发器，使第二蒸发器(5)与第一蒸发器(4)并联；在节流装置(10)与第二蒸发器(5)之间的供热支路(21)上设置第二阀门(19)；所述冷热水机组(6)还包括一根带有第三阀门(16)的融霜蒸气管(17)，融霜蒸气管(17)的入口与发生器(1)的出口相连，融霜蒸气管(17)的出口与所述的第二阀门(19)的出口连接。
2.根据权利要求1所述的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组，其特征在于：所述吸收式冷热水机组(6)为单效吸收式冷热水机组或双效吸收式冷热水机组。
3.根据权利要求1所述的一种双蒸发器直燃型吸收式冷热水机组，其特征在于：所述第二蒸发器(5)置于吸收式冷热水机组(6)本体之内，形成整体式结构，或置于吸收式冷热水机组(6)本体之外，与机组形成分体式结构。
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